Montageanleitung. Schleifringübertrager SK5, SK6, SK12. A de

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1 Montageanleitung Schleifringübertrager SK5, SK6, SK12

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3 SK5, SK6, SK12 Inhalt 3 Seite Sicherheitshinweise Lieferumfang Anwendungshinweise Schleifringkopf SK6, SK Aufbau und Wirkungsweise Montage (siehe Sicherheitshinweise) Montage mit Montageplatte (siehe Abb. 8.3) Montage ohne Montageplatte Anschluss der Messleitungen Hinweise für die Messung Masse- bzw. Erdanschluss Wartung Austausch der Bürsten (siehe Abb. 8.3) Technische Daten Abmessungen Schleifringübertrager SK Aufbau und Wirkungsweise Schleifringkörper SK Bürstenkamm SK5/ZB Montage (siehe Sicherheitshinweise) Montage der Schleifringkörper SK5 mit Bürstensatz SK5/ZB Anschluss der Messleitungen Hinweise für die Messung Masse- bzw. Erdanschluss Wartung Technische Daten Elektrische Werte Mechanische Werte Abmessungen Lieferumfang

4 4 SK5, SK6, SK12 Sicherheitshinweise Entsprechend den einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften ist nach der Montage der Schleifringübertrager SK5, SK6, SK1 2 vom Betreiber eine Abdeckung der Verkleidung wie folgt anzubringen. Abdeckungen oder Verkleidungen dürfen nicht mitrotieren. Abdeckungen oder Verkleidungen sollen sowohl Quetsch und Scherstellen vermeiden, als auch vor sich eventuell lösenden Teilen schützen. Abdeckungen und Verkleidungen müssen weit genug von den bewegten Teilen entfernt oder so beschaffen sein, daß man nicht hindurchgreifen kann. Abdeckungen und Verkleidungen müssen auch angebracht werden, wenn die bewegten Teile des Schleifringübertragers außerhalb des Verkehrs und Arbeitsbereichs von Personen installiert sind. Von den vorstehenden Forderungen darf nur abgewichen werden, wenn die Maschinenteile und stellen schon durch den Bau der Maschine oder bereits vorhandene Schutzvorkehrungen ausreichend gesichert sind.

5 SK5, SK6, SK Lieferumfang 1 Stück Schleif ringkörper SK6 bzw. SK12 1 Stück Montagewinkel 2 Stück Schrauben M 3 x 6 mm 1 Stück Sechskantschlüssel SW 3 mm 1 Stück Sechskantschlüssel SW 4 mm

6 6 SK5, SK6, SK12 2 Anwendungshinweise Die Schleifringübertrager SK5, SK6 und SK12 übertragen Messsignale von rotierend elektrischen Messwertaufnehmern zu stationären Messanlagen. Dazu können die Schleifringköpfe SK6 und SK12 an Wellenenden befestigt werden, während die Schleifringkörper SK5 auf Wellenschäfte aufzuziehen sind. Der breite Anwendungsbereich gestattet die Übertragung von Messwerten induktiver und ohmscher Messwertaufnehmer, DMS Applikationen, Thermoelementen, Widerstandsthermometer und anderen Aufnehmern. Durch Auswahl besonders geeigneter Bürstenwerkstoffe werden bei geringem Verschleiß eine hohe Übertragungsgüte und kleine Thermospannungen zwischen Schleifringen und Bürsten erreicht. Außerdem ist der Übergangswiderstand zwischen Bürsten und Schleifringen sowie eine Änderung mit Drehzahl, Temperatur und Strom sehr gering. Oft können die Schleifringköpfe SK6 und SK12 nicht eingesetzt werden. Für diese Fälle sind die Schleifringkörper SK5 mit dazugehörigem Bürstensatz SK5/ZB (2 x fünf Bürsten) vorgesehen. Als Einbauelemente benötigen sie weniger Platz als die Schleifringköpfe SK6 und SK12. 3 Schleifringkopf SK6, SK Aufbau und Wirkungsweise Der Schleifringkopf besteht im wesentlichen aus einem Stator mit zwei gegenüber liegenden Bürstenkämmen und dem Rotor mit sechs bzw. zwölf Hartsilberschleifringen. Die Bürstenkämme lassen sich durch Verdrehen eines Stellriegels auch bei laufender Welle von den Schleifringen abheben und aufsetzen. Abgenutzte Bürsten können einfach ersetzt werden. Zur Montage läßt sich das Gerät in Stator und Rotor zerlegen. Der Rotor ist dann direkt oder mit der Montageplatte an die freie Stirnfläche einer Welle anzuflanschen. Die Schleifringköpfe SK6 und SK12 sind prinzipiell gleich aufgebaut. Sie unterscheiden sich lediglich in der Anzahl ihrer Schleifringe.

7 SK5, SK6, SK Montage (siehe Sicherheitshinweise) Die Schleifringübertrager SK6 und SK12 sind so einzubauen, daß grober Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, Öl, Lösungsmittel und deren Dämpfe den Schleifringübertragern ferngehalten werden bzw. nicht in das Gehäuse eindringen. Sie können die Schleifringübertragung beeinträchtigen oder z. B. auch den Isolationswiderstand einer angeschlossenen Messstelle gegen Masse unzulässig verringern. 4.1 Montage mit Montageplatte (siehe Abb. 8.3) 1. Markierung am Stellring (15) in Stellung bis zum Anschlag drehen: Bürsten sind abgehoben. 2. Sicherungsschraube (9) an der Stirnfläche des Schleifringkopfes lösen. 3. Stator ohne zu verkanten vorsichtig vom Rotor (14) abziehen. 4. Die vier Innensechskantschrauben (2) an der inneren Stirnfläche des Rotors lösen und Montageplatte (1) abnehmen. 5. Wird der Rotor mit Montageplatte angeflanscht, so sind die passenden Durchgangslöcher für Schrauben M 5 oder M 6 in die Platte zu bohren und anzusenken. Beachte: Schraubenköpfe der Befestigungsschrauben müssen vollständig versenkt sein. 6. Montageplatte zentrisch und rundlaufend an der Stirnfläche der Welle befestigen. Bei Hohlwellen mit Kabelzuführungen im Innern der Welle sind die Messleitungen zweckmäßigerweise durch die vier Kabelführungsnuten (12) der Montageplatte (1) nach außen zu führen. 7. Rotor wieder mit der Montageplatte verschrauben, Stator bei abgehobenen Bürsten vorsichtig aufschieben und die Sicherungsschraube (9) anziehen. 8. Stator gegen Verdrehen sichern. Dazu ist der Montagewinkel (11) vorgesehen. Er darf nicht starr am Widerlager befestigt sein, sonst wird der Schleifringkopf beschädigt, falls die Welle mit dem Rotor schlägt, d. h. (radiale oder axiale) Bewegungen ausführt. Man läßt den Montagewinkel an einem Anschlag anliegen oder befestigt ihn mit elastischen Zwischengliedern. Zur Befestigung des Montagewinkels dürfen nur Schrauben M 3 x 6 mm verwendet werden; da sonst der Schleifringkopf im Innern beschädigt wird. Die Belüftungslöcher neben dem Montagewinkel sollen nach der Seite zeigen, von der aus am wenigsten Schmutz eindringen kann, meist nach unten.

8 8 SK5, SK6, SK12 Abb. 4.1: Montage ohne Montageplatte 4.2 Montage ohne Montageplatte Die Schleifringköpfe SK6 und SK12 können ohne weiteres ohne Montageplatte angeflanscht werden. Dabei ist ebenfalls auf zentrischen Sitz und absoluten Rundlauf zu achten. Der günstigste Einbaufall wird erreicht, wenn das Wellenende im Ø40 h6 vorbereitet ist. Es gelten sinngemäß die Punkte und 8 (s. Kap. 4.1). In Abb. 4.1 wird ein Montagebeispiel gezeigt. Die Messkabelführung in einer Hohlwelle ist dann aber nicht mehr möglich. 5 Anschluss der Messleitungen Zum Anschluss der Messleitungen sind am Umfang des Schleifringkopfes stator und rotorseitig Lötösen, je nach Schleifringzahl sechs oder zwölf, angebracht und von 1 bis 6 bzw. 12 am Stator durchnummeriert. Die beiden Lötfahnen 1 sind zusätzlich am Stator und Rotor mit einem roten Punkt gekennzeichnet. Diese beiden Lötstützpunkte sind beim Anschließen der Messleitungen gegenüberliegend anzuordnen.

9 SK5, SK6, SK Hinweise für die Messung Bei Messungen mit Dehnungsmessstreifen empfiehlt sich eine Vollbrückenschaltung, da hier die Obertragungseinflüsse an den Schleifringen sich wesentlich geringer auswirken als bei einer Halb oder Viertelbrückenschaltung. Für sehr genaue Messungen ist daher der 700 Ω -DMSVollbrücke der Vorzug zu geben, jedoch auch noch bei 350 Ω bzw. 120 Ω Voll, Halb- oder Viertelbrücken ist der Fehler verhältnismäßig klein. 5.2 Masse- bzw. Erdanschluss Um Störungen und Messfehler durch statische Aufladungen zu vermeiden, muß der Rotor eindeutig geerdet sein. Dazu verbindet man die Rotormasse mit einem freien Schleifring und die zugehörige Bürste mit der Maschinenerde. Zusätzlich ist die Statorgehäusemasse (Lötöse zwischen Anschluss 3 und 4 bzw. 6 und 7), auf die Maschinenerde zu legen. Soll Betriebsspannungsnull ( ) des Messverstärkers ebenfalls an die Maschinenerde gelegt werden, verbindet man den Kabelschirm mit der geerdeten Lötöse des Stators. Zur Vermeidung von Erdschleifen darf dann Betriebsspannungsnull nicht anderweitig geerdet sein (siehe Abb. 5.1). Abb. 5.1: Schleifringkopf SK6, Schaltbild mit Erdanschluss

10 10 SK5, SK6, SK12 6 Wartung Die Bürsten sind nur zur eigentlichen Messung aufzulegen. Der Verschleiß wird dadurch gering gehalten. Bei Verschmutzung der Bürstenträger und Schleifringe sind diese mit einem Kontaktreinigungsmittel vorsichtig zu reinigen bzw. der Abrieb ist aus dem Gehäuse zu entfernen. Bei starkem Verschleiß der Bürsten müssen diese ausgetauscht werden. Bei Betriebsdrehzahlen, die nicht dauernd die zulässige Drehzahl erreichen, kann mit einer mittleren Lebensdauer der Bürsten von etwa 8 x 10 8 Umdrehungen gerechnet werden. 6.1 Austausch der Bürsten (siehe Abb. 8.3) Ersatzkohlen sind unter der Nr zu beziehen. Der Austausch ist nach folgenden Punkten vorzunehmen: 1. Stator gemäß 4.1: abnehmen. 2. Die drei Schrauben (16) des Typenschildes (8) lösen. 3. Stirnplatte (7), Stellring (15) und Gehäuserohr (3) abnehmen bzw. abziehen. Die beiden Distanzbolzen (5) ober und unterhalb der Bürstenträger lösen. 4. Nach dem Entfernen der beiden Distanzbolzen über den Bürstenhaltern (4) können diese mit einer Reißnadel o. ä. soweit abgehoben werden, daß die Kohlebürsten in den Haltern auszuwechseln sind. 5. Beim Auswechseln der Kohlebürsten empfiehlt es sich, gleichzeitig die Schleifringe mit einem Kontaktreinigungsmittel zu reinigen. Hierzu kann z. B. Benzin oder Trichloraethylen verwendet werden. Kann der Austausch der Kohlebürsten nicht selbst ausgeführt werden, bietet eine Instandsetzung mit Einbau der Ersatzkohlen im Werk in Darmstadt an.

11 SK5, SK6, SK Technische Daten Typ SK6 SK12 Anzahl der Schleifringe 6 12 Übergangswiderstand zwischen Schleifring und Bürste mω < 40 Schwankung des Übergangswiderstandes mω < 2 Thermospannung zwischen zwei Bürsten bei kurzgeschlossenen Schleifringen (warmgelaufen) µv < 10 Übertragbare Spannung V 60 Übertragbarer Strom A 2 Zulässige Drehzahl für Dauerbetrieb min Schwingbeanspruchung, Prüfschärfegrad nach DIN 40046, Teil 8 Frequenzbereich Dauer Beschleunigung Mechanische Schockprüfung 1) Prüfschärfegrad nach DIN 40046, Teil 8 Anzahl der Schocks Dauer Beschleunigung Hz h m/s 2 ms m/s Massenträgheitsmoment, I x (axial) g m Nenntemperaturbereich o C ) Gebrauchstemperaturbereich o C ) Lagerungstemperaturbereich o C Gewicht kg ) Nach der Schockbeanspruchung wurde keine Veränderung der technischen Daten festgestellt 2) Zulässige Umgebungstemperatur = ( n) o C; n in min 1 3) Zulässige Umgebungstemperatur = ( n) o C; n in min 1

12 12 SK5, SK6, SK12 8 Abmessungen Abb. 8.1: Schleifringkopf SK6/SK12 Abb. 8.2: Montageplatte

13 SK5, SK6, SK12 13 Abb. 8.3: Schleifringkopf SK6, Schaltbild mit Erdanschluss

14 14 SK5, SK6, SK12 9 Schleifringübertrager SK5 9.1 Aufbau und Wirkungsweise Schleifringkörper SK5 Die Schleifringkörper SK5 bestehen aus einem Hohlzylinder mit fünf Hartsilberschleifringen. Passend für verschiedene Wellendurchmesser werden diese mit dem Innendurchmesser 40 M6, 50 M6, 55 M6, 80 N6, und 95 N6 geliefert. Die Schleifringkörper können somit auf die entsprechenden Wellenenden (Passung h6) im Treibsitz aufgezogen werden. Mit einer Innensechskantschraube M4 kann die Verbindung zusätzlich gesichert werden. Abb. 9.1 Schleifringübertrager SK Bürstenkamm SK5/ZB Die zwei Bürstenkämme SK5/ZB mit je fünf Bürsten ergänzen den Schleifringkörper SK5 zum vollständigen Drehübertrager. Zur Signalübertragung sind je fünf Bürsten passend zur Schleifringanordnung in Reihe beweglich auf einem Steg angebracht. Über Federn wird die erforderliche Anpreßkraft erzeugt. Zur Montage sind jeweils zwei Gewindebohrungen M3 vorgesehen. Die Befestigung kann so speziell den Einbaumöglichkeiten angepaßt werden. Die optimale Funktionsstellung zeigt Abb

15 SK5, SK6, SK12 15 Abb. 9.2 Bürstenkamm SK5/ZB 10 Montage (siehe Sicherheitshinweise) 10.1 Montage der Schleifringkörper SK5 mit Bürstensatz SK5/ZB 1. Das zur Aufnahme des Schleifringkörpers vorgesehene Wellenende muß im Paßmaß h6 entsprechend dem Durchmesser des Schleifringkörpers in der Länge von Maß E (s. Kap. 14. Abmessungen) vorbereitet sein. 2. Der Schleifringkörper wird im Treibsitz auf die Welle aufgezogen, so daß die Kabelanschlüsse in Richtung der Aufnehmeranschlüsse zeigen. 3. Innensechskantschraube zur Sicherung der Verbindung anziehen. 4. Die Bürstenkämme sind gegenüberliegend anzuordnen (siehe Abb. 10.1). Somit ist die Voraussetzung für eine sichere Signalübertragung gegeben. Die Bürstenkämme sind so zu montieren, daß die Bürste unter dem schwarz markierten Klemmenanschluss dem ersten Schleifring an der Kabelanschlussstelle zugeordnet ist. Die mit Farbe markierten Klemmanschlüsse auf dem Bürstenkamm entsprechen dann den Aderfarben am Schleifringkörper. 5. Die Bürstenkämme so ausrichten, daß bei allen Bürsten eine vollständige Auflage erreicht wird. Beachte: Schleifringkörper genau zentrisch und spielfrei auf den Wellenstumpf aufziehen. Wellen müssen entsprechend der Drehzahl auf eine möglichst kleine Restunwucht gebracht werden. Kohlebürsten müssen im Betrieb satt aufliegen und dürfen weder auf Schlag oder Stoß beansprucht werden.

16 16 SK5, SK6, SK12 Jeder Einbaufehler wirkt sich lebensdauermindernd auf Kohlebürsten und Hartsilberschleifringe aus. Grober Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, Öl, Lösungsmittel und deren Dämpfe sollen den Schleifringübertragern nach Möglichkeit ferngehalten werden. Sie können die Schleifringübertragung beeinträchtigen oder z. B. auch den Isolationswiderstand einer angeschlossenen Messbrücke gegen Masse unzulässig verringern. Abb. 10.1:Schleifringkörper SK5 mit Bürstenkamm SK5/ZB, Montagebeispiel Typ Abstand a in mm ca. Abstand b in mm ca. SK5/ SK5/ SK5/ SK5/ SK5/95 2, Anschluss der Messleitungen Am Schleifringkörper SK5 sind vier ca. 175 mm lange Kabeladern herausgeführt. Die Kabelenden sind verzinnt. Weiterführende Messkabel können somit angelötet werden. Je nach Anwendungsfall empfiehlt es sich, die Messkabel mit Kleber oder Klebeband auf der Welle zu befestigen. Zum Anschluss der statorseitigen Messleitungen sind auf dem Bürstenkamm SK5/ZB fünf Schraubenanschlüsse angebracht. Diese sind mit ihrer Farbmarkierung den herausgeführten Kabeladern auf dem Schleifringkörper zuzuordnen (siehe Abb. 9.2).

17 SK5, SK6, SK Hinweise für die Messung Bei Messungen mit Dehnungsmessstreifen empfiehlt sich eine Vollbrückenschaltung, da hier die Übertragungseinflüsse an den Schleifringen sich wesentlich geringer auswirken als bei einer Halb oder Viertelbrückenschaltung. Für sehr genaue Messungen ist daher der 700 Ω Vollbrücke der Vorzug zu geben, jedoch auch bei 350 Ω bzw. 120 Ω Voll, Halb oder Viertelbrücken ist der Fehler verhältnismäßig klein Masse- bzw. Erdanschluss Bei dem Schleifringkörper SK5 ist der im Durchmesser etwas dünnere Schleifring mit der Schleifringkörpermasse verbunden. Der Rotor läßt sich somit eindeutig erden. Diesem Schleifring muß übereinstimmend mit den angegebenen Kabeladerfarben bei der Montage die Bürste mit dem gelben Anschlusspunkt zugeordnet werden. Soll Betriebsspannungsnull (ol ) des Messverstärkers ebenfalls an die Maschinenerde gelegt werden, verbindet man den Kabelschirm mit dem gelben Anschlusspunkt auf dem Bürstenkamm. Zur Vermeidung von Erdschleifen darf dann Betriebsspannungsnull nicht anderweitig geerdet sein (s. Abb. 11.1). Abb :Schleifringübertrager SK5, Schaubild mit Erdanschluss

18 18 SK5, SK6, SK12 12 Wartung Die Schleifringkörper SK5 mit dem Bürstenkamm SK5/ZB sind äußerst widerstandsfähig. Nur die Hartsilberschleifringe und die Kohlebürsten unterliegen einem geringen Verschleiß, der überwacht werden muß. Bei Betriebsdrehzahlen, die nicht dauernd die zulässige Drehzahl erreichen, kann mit einer mittleren Lebensdauer von Umdrehungen gerechnet werden. Verschmutzte Schleifringe sind mit einem Kontaktreinigungsmittel vorsichtig zu reinigen. Bei zu großem Verschleiß der Kohlebürsten auf dem Bürstenkamm SK5/ZB kann ohne weiteres ein Austausch des Bürstenkammes oder der Bürsten (Bestell Nr ) erfolgen. Der Bürstenkamm SK5/ZB und die Kohlebürsten sind für alle Ausführungen des SK5 gleich. 13 Technische Daten 13.1 Elektrische Werte Typ SK5 Anzahl der Schleifringe 5 Übergangswiderstand zwischen Schleifring und Bürste mω < 40 Schwankung des Übergangswiderstandes mω < 2 Thermospannung zwischen zwei Bürsten bei kurzgeschlossenen Schleifringen (warmgelaufen) µv < 10 Übertragbare Spannung V 60 Übertragbarer Strom A 2 Nenntemperaturbereich o C Gebrauchstemperaturbereich o C Lagerungstemperaturbereich o C

19 SK5, SK6, SK Mechanische Werte Mechanische Schockprüfung Prüfschärfegrad nach DIN 40046, Teil 26 Anzahl der Schocks Dauer Beschleunigung Schwingbeanspruchung Prüfschärfegrad nach DIN 40046, Teil 8 Frequenzbereich Dauer Beschleunigung Zulässige Drehzahl für Dauerbetrieb SK5/40, SK5/50, SK5/55 SK5/80, SK5/95 ms m/s 2 Hz h m/s min 1 min

20 20 SK5, SK6, SK12 14 Abmessungen Abb. 14.1:Schleifringkörper SK5

21 SK5, SK6, SK12 21 Abb. 14.2:Bürstenkamm SK5/ZB 15 Lieferumfang 1 Stück Schleifringkörper SK5 2 Stück Bürstenkämme SK5/ZB

22 22 SK5, SK6, SK12

23 SK5, SK6, SK12 23

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